Víz és energia, energia és víz

        Hajómalom képe Verancsics Faustus 1616-ban megjelent Machinae novae c. munkájából

Víz és energia, energia és víz – történeti gondolatok

A víz az embert körülvevő alapvető természeti elem, csakúgy mint a levegő. Levegő nélkül csak nagyon rövid ideig bírjuk ki, a víz hiánya mindössze talán néhány napot engedélyez nekünk. Közismert, hogy a víz körbefonja életünket, ám hogy a természetben lefelé folyó víz hasznosítható helyzeti energiával is rendelkezik – ezt elég hamar észrevette az ember. Igaz, mindenféle tudományos képletek és bonyolult fizikai összefüggések nélkül, egyszerű tapasztalati úton. Nem véletlen, hogy az ókorban a munkára fogható emberi és állati energia mellett a víz energia hasznosítása volt a legelterjedtebb, már ahol létezett valamiféle természetes, vagy mesterségesen duzzasztott folyó víz.

Az nyilvánvaló, hogy a malmok megjelenése követte a gabonatermelő társadalmak létrejöttét, mert a halászó-vadászó-gyűjtögető közösségekben nem volt szükség komolyabb gabonaőrlő szerkezetekre.
Hogy az emberiség kultúrtörténetében az első malmok hol, és mikor jelentek meg, arra vonatkozóan eléggé eltérnek a különböző források. Mindenesetre a megtermelt gabona őrlésére szolgáló malmok az ember első „üzemei” közé tartoztak. Hogy az ókori Keleten működtek-e malmok, nem tudjuk, viszont – felhasználva a folyó víz energiáját – hatalmas vízikerekekkel öntözővizet emeltek ki, amelyet aztán csatornákkal vezettek szét a szomjazó termőföldekre. A Római Birodalomban is változatos módokon használták fel a víz erejét.

 
Szép legenda, vagy tán igaz is, hogy a hajómalmok (Érdemes az elnevezések között némi rendet teremteni: minden hajómalom vízimalom, de nem minden vízimalom hajómalom!) születésüket a nagy kelet-római hadvezérnek, Belizárnak köszönhetik, aki – mikor az 537-ben Rómát ostromló osztrogótok elterelték a vízimalmok vizét, hogy a város lakói ne juthassanak liszthez – hajómalmokat építtetett a Tiberis-re.

Ami a történelmi Magyarországot illeti, az itteni domborzati és vízfolyási viszonyok kedveztek a vízi energia kihasználásának. A vízimalmok akár nagyon kicsi vízfolyásokon, patakokon is telepíthetők voltak, csak egy keresztgáttal fel kellett duzzasztani a vizet és egy csatornán a malomkerékre kellett engedni. A vízimalmok megbízhatóan és jól működtek, s nem csupán őrlésre, hanem számtalan egyéb igény kielégítésére is szolgáltak. Fűrészmalmok vágták az erdő fáját gerendává és pallóvá, zúzó malmok aprították a bányák érceit, kallómalmok lazították a kendert, de működtettek kovácsfújtatót, olajprést és vízemelő szivattyúkat is.

Alulcsapott kerekű malom Giovanni Bellini: Levétel a keresztről c. festményének részletén

A hajómalmok a nagyobb vízfolyásokra települtek. A folyóba lehorgonyzott hajótestben volt a malom gépészeti berendezése, mellette pedig az alulcsapott vízikerék, amelyet a folyóvíz hozott mozgásba. A hajómalmok zömében gabonát őröltek, hiszen a vízfolyások közepére senki nem szállított nehezen mozgatható árút.

Ha mindezeket olvasva az a kép kerekedik ki előttünk, hogy a víz helyzeti energiáját hasznosító malmok csodálatos szerkezetei csak az emberiség gyarapodását szolgálták, akkor itt az ideje, hogy az általuk okozott nehézségekről is szó essék. A molnárok nagy technikai tudás birtokában építették malmaikat, vezették rá a vizet a járókerékre, s hogy biztonságosan működhessenek, gátakkal duzzasztották fel a vizet, kisebb tározókat hoztak létre. Jóllehet nem ismerték a hidraulika alapvető törvényeit és azok képletetekbe rögzített összefüggéseit, de évszázados tapasztalatok birtokában mégis nagy biztonsággal építették meg és üzemeltették malmaikat. 

Felülcsapó vízimalom álló kerékkel                           

 A hajómalmok tulajdonosai pedig jól kellett ismerték az adott folyószakasz jellemző viszonyait, hiszen alaposan kihorgonyzott malmaikat a nagyobb teljesítmény érdekében a sodorvonalra kellett telepíteniük, számítaniuk kellett az árvizekre és kisvizekre, s idejében biztos helyre kellett vontatniuk fából készült építményüket, ha meg akarták menteni a jégzajlástól. Mégis, milyen nehézségekről lehetett szó, amik miatt a vízimalmok már a 18. század derekán egyre több gondot okoztak a birtokosoknak, hatóságoknak? Amilyen nagy gondot fordítottak a molnárok a vízvezetési problémák megoldására, olyannyira kevéssé figyeltek a tározott víz, vagy éppen elvezetett víz további hatásaira. Évtizedek, századok alatt mind nagyobb térségek mocsarasodtak el, s egyes malmok nemcsak a jólét, hanem a környék elvadulásának jelképeivé is váltak. A vízimalmok, amellett, hogy nélkülözhetetlenek voltak az ott élőknek, környezeti veszélyt is hordoztak: a keresztgátakkal felduzzasztott medrek feliszapolódtak, s nem tudták levezetni az esőzések-hóolvadások árvizeit.

 Paksi Duna-szakasz az 1920-as évekből. A háttérben jól látható a sodorvonalra telepített hét hajómalom

Különösen a szűk völgyek szenvedtek a malmok miatt, hiszen a feliszapolódott medrekben - azok karbantartása, kotrása helyett - a molnárok egyre magasabbra emelték a malomgátakat, emelve ezzel a felsőbb vidékek árvízszintjeit. Mária Terézia uralkodása alatt már a károkozó malmok lerontására törvényt is hoztak. A hajómalmokkal is meggyűlt a baja az áruszállító hajók tulajdonosainak. Olyan helyeken, ahol a parton hajóvontató utakat építettek a vontatás akadályaivá váltak a lehorgonyzott hajómalmok. Később, a gőzhajózás korában ugyancsak gondot jelentettek az útban lévő hajómalmok, igaz, a malmok üzemét a gőzhajók keltette erős hullámzás gátolta. A Dunán az 1800-as évek első felében – csak a pest-budai Duna-szakaszon közel negyven (!) malmot hajtott a folyó vize. A kegyelemdöfést azonban az olcsóbb és könnyebben elérhető gőzmalmok elterjedése adta meg nekik. Így aztán a hajómalmok egy évszázaddal később szinte teljesen eltűntek a folyókról, s amikor az 1980-as évek végén szóba került, hogy jó volna egy ökológiai parkot létrehozni a Hajógyári szigeten, s ott a parthoz közel kikötni egy működőképes hajómalmot – nem volt már egy sem a Dunán, amelyet oda lehetett volna vontatni...

A 19. század végén a folyó víz energiájának egy újabb kihasználási módja kezdett elterjedni világszerte. A világ első elektromos energiát termelő vízerőműve 1881-ben az angliai Godalmingben épült és egy bőrgyár szükségleteit elégítette ki, de az egyenáramot termelő erőmű üzemeltetése nem volt gazdaságos. Amikor eldőlt a nagy küzdelem az egyenáram és váltóáram használhatóságának kérdésében (Edison és üzlettársai az egyenáram ipari alkalmazása mellett tették le a garast, míg a Nicola Teslával üzleti kapcsolatban lévő George Westinghouse a váltóáram bevezetéséért küzdött – sikerrel), megkezdődött a vízerőművek gépészeti és elektromos berendezéseinek fejlődése. A történelmi Magyarországon az FM Vízrajzi Osztálya fiatal mérnökének, Viczián Edének vezetésével vette kezdetét 1897-ben a hazai vízfolyások vízerejének számbavétele. Viczián munkájának eredményét 1905-ben adta közre a Kvassay vezette Országos Vízépítési Igazgatóság. Ebben az úttörő vállalkozásban (Európában először 1897-ben, Svájcban készítettek hasonló célú felmérést, de a vízépítészeti dolgokban akkor vezető Franciaországban is csak a 20. század elején láttak hozzá a felvételekhez) Viczián elsősorban a hegyvidékek nagy esésű vízfolyásainak tározások nélküli lehetséges vízerő potenciálját mérte fel, mert akkoriban még nem léteztek a kis esésű, de nagy vízhozamú folyók energiáját gazdaságosan hasznosító Kaplan-turbinák (1913). A felmérés mégsem volt haszontalan, hiszen a kultúrmérnöki hivataloknál sorra jelentkeztek különböző vállalkozások, amelyek vízerőtelepek kiépítésével kívánták különböző ipari üzemek energiaszükségletét megoldani. A századfordulón néhány vízimalmot törpe vízerőműre alakítottak át, amelyek csak elektromos energiát termeltek (pl. a Gyöngyös-patakon, a Pinkán, a Kis-Rábán, a Répcén, a Lajtán és a Séden). S az 1910-es években megjelentek az első elgondolások a Felső-Duna vízerejének hasznosítására, amelynek megvalósulását az első világháború akadályozta meg, majd a Horthy-korszakban a Csehszlovákiával fennálló kiélezett politikai viszony. A trianoni békeszerződés lényegében az utódállamokhoz (elsősorban Csehszlovákiához és Romániához) juttatta azokat a hegyvidéki területeket , amelyek a vízenergia hasznosítás tekintetében leginkább szóba jöhettek volna. A mai ország területén az első vízerőművek az ikervári (1896), a gibárti (1903), a felsődobszai (1906), és a csörötneki (1909) létesítmények voltak.

Jelen történeti áttekintésben a helyszűke miatt nem beszélhetünk a hozzánk időben közelebb eső 20. század második felében megépült nagy tiszai erőművekről (Tiszalök, Kisköre), meg a legutóbb átadott békésszentandrási automatizált vízerőműről.
A múlt századi szocializmus korszakát emeljük ki inkább olyan módon, hogy az energia és a víz kapcsolatára irányuljon a figyelem. Az közismert tény, hogy a második világháború után az ország víziközművesítése igen alacsony színvonalon állt, s a Rákosi-korszak sem fektetett nagy súlyt a magyar vidéki lakosság vízellátásának javítására, mert minden erőfeszítés a nagy ipari központok kialakítására és a nagyüzemek ipari vízigényének kielégítésére irányult. Némi változást e téren csak az 1960-as évek hozott, amikor egyre-másra szaporodni kezdtek a falusi törpevízművek.

Ezek létesítése elképzelhetetlen lett volna az ország teljes körű villamosítása nélkül. Tehát a vízadó kutakból elektromos szivattyúkkal kellett felnyomni az ivóvíztisztítókba, majd a hidroglóbuszba,vagy víztoronyba a vizet, ahonnan azt az utcákba telepített közkifolyókba lehetett továbbítani. A lakosság életszínvonalában hatalmas ugrást jelentett az elektromos energiával hálózatba juttatott egészséges ivóvíz. S ahogy az ország belvizes területein kiépített csatornarendszerek végén a befogadónál ott állnak a belvízi szivattyútelepek, amelyek a 19. század végétől először gőzüzeműek, majd az 1920-30-as évektől dízelolajjal hajtott gépészeti berendezéssel emelték át szükség esetén a belvizeket – ezek mind az energia és a víz kapcsolatának további látványos elemeit jelentik.

Törpevízmű közkifolyója két kannával  valahol Magyarországon   

S végül említsünk még meg egy különleges helyi példát: az 1915-ben megépült nagyecsedi gőzüzemű szivattyútelepet úgy tervezték, hogy az ne csak a belvizek átemelésére legyen alkalmas, hanem folyamatos üzemével elektromos energiát is termeljen az Ungvár-Munkács-Beregszász-Mátészalka-Nyírbátor térségébe tartozó 15 község mintegy 30 ezer lakosának.

Felhasznált források:
Vizeink Krónikája. Bp., 2001.
http://www.dunakanyar.net/~di/atomtori.htm
http://hu.wikipedia.org/wiki/Vízerőmű
Vágás István: A hazai vízenergia és összefüggései a vízgazdálkodással. Energiagazdálkodás 2011/4.
www.fortepan.hu

A cikk megjelent a Felső-Tisza-vidéki Vízügyi Igazgatóság Felső-Tisza Híradó c. lapjának 2014. évi víz világnapi számában, ahol egyébként számos érdekes technikatörténeti témát érintő más cikk is olvasható. Az interneten itt elérhető!